Kreislaufgeräte/ Rebreather

Transkript

1 Kreislaufgeräte/ Rebreather Technische, phyikalische und medizinische Aspekte beim Tauchen mit Halbgeschlossenen Kreislaufgeräten (Semi Closed Rebreathern) Umfang: 26 Folien Autor: Frank Ostheimer, Michael Weith, Klaus Ostheimer, alle HTSV Folie Nr. 1

2 Übersicht Unterschiede der Tauchsysteme offenes Presslufttauchen Atemgas: Luft N 2 -Narkose begrenzt Tauchtiefe Einatemgas = konstant Ausatemgas geht verloren offenes Nitroxtauchen Einatemgas = konstant O 2 -Gehalt bestimmt MOD und Dekompression Kreislaufgerätetauchen Atemgas: Nitrox O 2 -Vergiftung begrenzt Tauchtiefe Einatemgas = in Grenzen variabel Ausatemgas wird von CO 2 gereinigt und wieder eingeatmet O 2 -Gehalt Premix bestimmt MOD Einatemgas bestimmt Dekompression Folie Nr. 2

3 Geschlossenes O 2 -Gerät (CCR) Sauerstoffkreislaufgerät Überdruckventil Lungenautomatisches Bypassventil Gegenlunge Mundstück mit Richtungsventilen C0 2 Absorber Manueller Bypass O 2 Folie Nr. 3

4 Semi Closed Rebreater (SCR) Halbgeschlossenes Kreislaufgerät Überdruckventil Lungenautomatisches Bypassventil Mundstück mit Richtungsventilen Gegenlunge C0 2 Absorber Manueller Bypass Nitrox O 2 Konstant Flow Ventil Folie Nr. 4

5 Closed Circuit Rebreater (CCR) Geschlossenes Kreislaufgerät Überdruckventil Mundstück mit Richtungsventilen Lungenautomatisches Bypassventil C0 2 Absorber Gegenlunge O 2 Sensoren Manueller Bypass Anzeigen Computer Magnetventil Füllgas O 2 O 2 O 2 Folie Nr. 5

6 Ergänzende Tauchmedizin bei SCR Ergänzende Tauchmedizin bei SCR (aufbauend auf CMAS ** + Nitrox Basic) Kohlendioxid-Vergiftung (Hyperkapnie) Sauerstoff-Vergiftung (Hyperoxie) Sauerstoffmangel (Hypoxie) Stickstoffnarkose Verätzung mit Atemkalk Folie Nr. 6

7 Hyperkapnie Kohlendioxidvergiftung (Hyperkapnie) CO 2 : Ursache: Abgas bei Stoffwechsel im Organismus farb- und geruchlos 0,03% in Umgebungsluft Körper versucht CO 2 Spiegel konstant zu halten unzureichende CO 2 -Bindung im Atemkalk Pendelatmung (z.b. defekte Richtungsventile) Essoufflement Folie Nr. 7

8 Hyperkapnie Kohlendioxidvergiftung (Hyperkapnie) Symptome: ab 1,5% CO 2 beschleunigte, vertiefte Atmung - Lufthunger ab 4-5% CO 2 Blutdruckanstieg, später -abfall schneller - z.t. unregelmäßiger Puls starke Kopfschmerzen Übelkeit und Erbrechen Benommenheit/Verwirrtheit Bewußtlosigkeit Tod durch Lähmung des Atemzentrums 1.Hilfe: Beendigung der CO 2 -Exposition O 2 -Gabe, ggf. O 2 -Beatmung Atem-, Puls- und Blutdruckkontrolle Folie Nr. 8

9 Hyperoxie Sauerstoff-Vergiftung (Hyperoxie) O 2 : chemisch an Hämoglobin gebunden (Hb ist normobar zu 97% gesättigt) physikalisch in Blutplasma gelöst (bei höreren po 2 erhöht sich in erster Linie die gelöste Menge O 2 im Blutplasma) O 2 -Vergiftung des ZNS (Paul-Bert-Effekt) O 2 -Vergiftung der Lunge (Lorrain-Smith-Effekt) durch lange Einwirkung von O 2 Welche Erscheinungen auftreten, hängt vom Partialdruck und der Einwirkzeit ab!!! Folie Nr. 9

10 Hyperoxie Paul-Bert-Effekt (ZNS) Ursache: O 2 als Zellgift führt wahrscheinlich zu einer Stoffwechselentgleisung der Gehirnzellen Warnzeichen: Sehstörungen (Vision) Ohrgeräusche (Ears) Übelkeit (Nausea) Zuckungen (Twitching) Verwirrtheit (Irritability) Schwindel (Dizziness) VENTID Manif. Sympt: spastische Krämpfe a. g. Körper (Gesicht!) Koma anschließend: Amnesie Folie Nr. 10

11 Hyperoxie Paul-Bert-Effekt (ZNS) Vermeidung: strikte Einhaltung der po 2 -max-werte und Expositionszeiten (ZNS %) extreme körperliche Belastung meiden 1. Hilfe: po 2 -verringern keine O 2 -Gabe Schutz vor Eigen-Verletzungen Klinikaufnahme Folie Nr. 11

12 Hyperoxie Paul-Bert-Effekt (ZNS) Faustregeln: ppo 2 : 1,3 1,4 1,5 1,6 Tauchzeiten (Einzeltauchgang): 3 h 2,5 h 2,0 h 0,45min Merke: ansteigender CO 2 -Spiegel, körperliche und psychische Anstrengung (auch Kälte) begünstigen ZNS-Symptome! Folie Nr. 12

13 Hyperoxie Lorrain-Smith-Effekt (Lunge) Ursache: Symptome: Schädigung des Lungengewebes Kurzatmigkeit Brennen in den Atemwegen Trockener, unstillbarer Husten Schmerzen hinter Brustbein Hypoxie (Membran-Diffusionsstörungen) Merke: Lungenymptome stehen beim normalen Sporttauchen nicht im Vordergrund, da sehr lange O 2 -Exposition nicht gegeben ist. Bis 0,4 bar po 2 wochenlange Exposition möglich ab 0,5 bar potentielle Gefahr bei langer Expostition (Druckkammer, Sättigungstauchen etc.) Folie Nr. 13

14 Hypoxie Sauerstoffmangel (Hypoxie) Hypoxie ist die Hauptgefahr beim Kreislauftauchen - sie führt ohne Vorwarnung zur Bewußtlosigkeit und zum Tod durch Ertrinken!!! Folie Nr. 14

15 Hypoxie Ursache: Sauerstoffmangel (Hypoxie) Atemgasvorrat aufgebraucht Gerätefehler Fehlbedienung (Premix/Düse) zu hoher O 2 Verbrauch (norm. bis 2,5 l/min) Hypoxie bei schnellem Aufstieg Symptome: Vermeidung: plötzliche Bewußtlosikeit ohne Vorwarnung Gefahr ab po 2 <0,16bar peinlich genaue Atemgashandhabung (Premix, Düse, Durchflußmessung) Computer mit Restdruckwarnung O 2 -Überwachung (OXY2) Folie Nr. 15

16 Atemkalkverätzung Verätzungen mit Atemkalk Ursache: Symptome: 1. Hilfe: Kalkstaub im Kreislauf Wasser im Kreislauf (ätzende Lauge) Reizung und Brennen der Atemwege Zwang zum trockenen Husten Gefühl der Luftnot in schweren Fällen: schwere, pfeifende Atmung 5 Hübe Auxiloson-Dosieraerosol (cortisonhaltiges Spray) O 2 -Inhalation - Klinikeinweisung Tauchgerät sicherstellen - Fehlersuche Folie Nr. 16

17 Atemkalkverätzung Verätzungen mit Atemkalk Medizinischer Hintergrund: Lauge löst Fettfilm (Surfactant) in Alveole. Surfactant sichert die Dehnbarkeit der Lunge - Alveolen fallen zusammen - es kommt zu nicht belüfteten Lungenbereichen (Atelaktasen) Mögliche Bildung von Bronchospasmen (Zusammenfallen der Luftwege) Lauge zerstört auch permeable Wand (Epithel) - es kommt zu Entzündungen und zur Fibrinbildung (Verhärtung) Aerosolspray gehört ins Tauchgepäck von Rebreathertauchern Folie Nr. 17

18 Stickstoffnarkose - Tiefenrausch Grenzwerte wie beim offenen Tauchen höhere CO 2 -Konzentrationen verstärken offensichtlich N 2 -Narkose. Es wird oft berichtet, dass subjektiv der Tiefenrausch etwas früher einsetzt, als bei offenen Geräten Folie Nr. 18

19 Ergänzende Tauchphyik SCR Problematik: Physikalische Aspekte des SCR-Tauchens Nitrox als Atemgas Absorption CO 2 durch Atemkalk Folie Nr. 19

20 Ergänzende Tauchphyik SCR Physikalische Aspekte des SCR-Tauchens Abtauchen: O 2 -Problematik Hyperoxie F SO2 Sauerstoffanteil der Vorratsflasche Auftauchen: N 2 -Problematik Dekompression F in2 Stickstoffanteil des Atembeutels Folie Nr. 20

21 Ergänzende Tauchphyik SCR Sauerstoffanteil im Atembeutel eines SCR F io2 = V S * F SO2 - V VO2 V S - V VO2 F io2 = O 2 -Anteil im Atembeutel V S = Konstantdosierter Volumenstrom (Frischgas) F SO2 = O 2 -Anteil in der Vorratsflasche V VO2 = O 2 -Verbrauch des Tauchers Folie Nr. 21

22 Ergänzende Tauchphyik SCR V S = 7,6l/min (Dosierung) V VO2 = 1,5l/min Premix = EAN 50 Beispiel F io2 = F io2 = V S * F SO2 - V VO2 V S - V VO2 7,6 * 0,5-1,5 7,6-1,5 F io2 = 0,37 (~37%O 2 ) Folie Nr. 22

23 Ergänzende Tauchphyik SCR Sauerstoffanteil im Atembeutel in Abhängigkeit vom O 2 -Verbrauch ,3 l/min 1,0 l/min 1,5 l/min 2,5 l/min % O2 50% O2 40% O2 32% O2 Folie Nr. 23

24 Ergänzende Tauchphyik SCR Deko-Berechnung beim SCR-Tauchen N 2 -Gehalt im Atembeutel (F in2 ) ist immer höher als N 2 -Gehalt in der Vorratsflasche (F SN2 ) F in2 = 1 - F io2 konventionelle Deko-Tabellen (EAD ermitteln) SCR-Nitrox Dekotabellen (abhängig vom O2-Verbrauch) Tauchcomputer mit O 2 -Sensoren (exakte Berechnung) Folie Nr. 24

25 Ergänzende Tauchphyik SCR Sauerstoffverbrauch beim Tauchen Ruhe: ca. 0,5 l/min leichte bis mittlere Anstrengung: 1,0 bis 1,5 l/min große körperliche Anstrengung: > 2,5 l/min Folie Nr. 25

26 Ergänzende Tauchphyik SCR CO 2 Absorption durch Atemkalk 1. Phase (Gasphase) - Säurebildung CO 2 + H 2 O <=> H 2 CO 3 2. Phase (Flüssigkeitsphase) Neutralisation H 2 CO NaOH <=> Na 2 CO 3 + H 2 O 3. Phase (Festphase) Salzumbildung Ca(OH) 2 + Na 2 CO 3 <=> CaCO NaOH Folie Nr. 26